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第10章 植物我为王—被子植物

1.植物界的至尊

从白垩纪起,裸子植物的优势地位就被后起之秀被子植物取代了,被子植物是植物进化的顶峰,在植物界拥有“至尊”地位。关于被子植物起源的确切时间,最好用花粉粒和叶化石证明,被子植物出现于1.35亿~1.2亿年前,到距今8000万~9000万年的白垩纪末期,被子植物在地球上拥有了统治地位。

至于被子植物起源的地点,目前普遍认为被子植物起源于赤道带或靠近赤道带的某些地区,因为在这些地区的白垩纪地层中发现有最古老的被子植物三沟花粉。当然这也还不能完全说明问题,关于被子植物起源的地点问题,依然有待作更深入的研究。

2.被子植物的种类

被子植物是演化阶段最后出现的植物种类,它们的种子藏在富含营养的果实中,提供了生命发展很好的环境,受精作用可由风当传媒,当然大部分是由昆虫或其他动物传导,这就使得它们能广为散布,基于此,被子植物的出现可谓是“狮子滚绣球,好戏在后头”。目前已知世界上被子植物共1万多属,约20多万种,占植物界的半壁江山。我国有2700多属,约3万种。被子植物分为两个纲,即双子叶植物纲和单子叶植物纲,其中双子叶植物纲又称木兰纲,单子叶植物纲又称百合纲。

3.习性与形态

被子植物的习性和形态可谓花样繁多,且差别很大。被子植物大多数直立生长,但也有缠绕或匍匐生长的;多数含叶绿素,自己制造养料,但也有腐生和寄生的;有几个科的植物还是肉食的,如茅膏菜属植物就以昆虫和其他小动物为食;被子植物多数异花传粉,但也有少数自花传粉;它们里面许多是木本的,但多数为草本,而且草本被子植物比木本具有更进化的特征。

被子植物传粉时,花粉粒到达柱头后即萌发并产生花粉管,随着花粉管的发育,生殖细胞分裂成两个雄配子,等顶端破裂后,两个雄配子就“刑满释放”啦,其中一个雄配子钻入卵细胞内,与之受精后产生核子,发育成胚,而另一个雄配子同雌配子体的其他两个核形成胚乳核,产生胚乳,这就叫双受精作用,这是被子植物的“独门秘籍”。

被子植物的器官与其他维管束植物一样,分为营养器官和繁殖器官;木质部有特化的导管,在韧皮部内筛管末端形成筛管;它们的叶的大小、形状和结构五花八门,叶序有互生的,也有对生的,还有轮生的;它们的叶表皮具有特化的气孔;花是高度变异和特化的繁殖枝。

4.被子植物的特征

理清条理后我们具体来说,被子植物有以下六大鲜明特征:

①具有真正的花。典型的被子植物的花由花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群4部分组成,各个部分称为花部。

②具有雌蕊。雌蕊由心皮所组成,包括子房、花柱和柱头3部分。

③具有双受精现象。双受精现象前面已讲过,这对被子植物的巨大进化意义是不言而喻的。

④孢子体高度发达。被子植物的孢子体,在形态、结构、生活型等方面,比其他各类植物更完善化、多样化。有世界上最高大的乔木,如杏仁桉高达156米,也有微细的每平方米水面可容纳300万个个体的无根萍;有重达25公斤仅含1颗种子果实的大王椰子,也有轻如尘埃5万颗种子仅重0.1克的一些附生兰;有寿命长达6000年的龙血树,也有在3周内开花结子走完生命的十字花科植物等。诸如此类的例子不胜枚举。

⑤配子体进一步退化。被子植物的小孢子发育为雄配子体,大部分成熟的雄配子体仅具2个细胞,其中1个为营养细胞,1个为生殖细胞,少数植物在传粉前生殖细胞就分裂1次,产生2个精子,所以这类植物的雄配子体为3核的花粉粒。被子植物的雌、雄配子体均无独立生活能力,终生寄生在孢子体上,结构上比裸子植物更简化,这在生物学上具有进化的意义。

⑥颈卵器消失,其余为卵器。

5.被子植物的“兵力分布”

说到被子植物的分布,由于其是进化的最高级,因而分布最广。它们分布于各个气候带,由于气温高、雨水多的缘故,热带和亚热带最多。南美亚马孙河区有约4万种。其他热带地区有2万~3万种。温带地区因气温降低,雨量少,所以种类逐渐减少。以我国情况来看,云南气候条件好,植物达万种以上,而河北省地处北纬26°~43°之间,相对种类就减少了很多,约有2500种。北极地区则大大减少,许多地方就几乎找不到被子植物的身影,仅少数地方有少数种类顽强生存,它们堪称是一些“另类”。如北极柳、北极罂粟就分布在纬度达80°以上的地方。另外,从海拔高度看,地势越高,气温越低,大约每上升100米,植物种类组成也有变化;在珠穆朗玛峰地区,气候严寒,只有少数耐寒种类可生存,例如伏繁缕。而在新疆天山高处则分布着著名的雪莲花。在沙漠地区分布的有名被子植物有胡杨和梭梭。胡杨有“三个一千年”的说法,即长着一千年不死,死后一千年不倒,倒后一千年不朽,堪称“大漠英雄”。

6.被子植物与人类

在本书以上讲到的五种植物中,被子植物的用途相对来说是最广泛最重要的。人类的大部分食物都来源于被子植物,如谷类、豆类、薯类、瓜果和蔬菜等,被子植物是五谷杂粮的母亲;被子植物还为建筑、造纸、纺织、油料、纤维、食糖、香料、医药、树脂、麻醉剂、饮料等提供原料;而且绿色植物具有调节空气和净化环境的重要作用,是天然“空气净化器”。据报道,地球上的绿色植物每年能提供几百亿吨宝贵的氧气,同时从空气中取走几百亿吨的二氧化碳,故绿色植物是人类和一切动物赖以生存的物质基础。中国的园林植物资源极为丰富,素有“世界园林之母”的雅号,栽种花卉已成为城市人们美化环境、调节空气和净化环境的重要时尚,总之被子植物与人类生活息息相关,且功不可没。